建筑給排水設計中的水泵選用

葉陽

（重慶市設計院 重慶市 渝中區(qū) 400015）

建筑給排水設計中的水泵選用

葉陽

（重慶市設計院 重慶市 渝中區(qū) 400015）

在建筑給排水設計中，水泵的選用是設計中的一項重要步驟，要保證水泵性能參數既能滿足給排水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，經濟實用性又能滿足節(jié)能要求，那么合理的選擇水泵具有重要的意義。本文對建筑給排水設計中的水泵選用原則，建筑給排水設計中水泵的節(jié)能問題，給排水系統(tǒng)中水泵的運行狀況等問題作了詳細的分析和系統(tǒng)的闡述。

建筑；給排水設計；水泵；選用

隨著經濟的不斷發(fā)展，人們生活以及生產對各種資源的需求也在不斷地增加，其中水資源作為人們的生產、生活所需要的基本生活資源，在人們生產、生活中的地位也越來越重要。我國建筑工程行業(yè)的迅速發(fā)展，使得建筑給排水設計建設工作獲得了良好的發(fā)展。水泵的合理選用是提升建筑給排水設計水平，確保建筑給排水系統(tǒng)穩(wěn)定、正常運行的重要保障。我國面臨水資源短缺、污染加劇問題，建筑給排水設計中合理科學的選用水泵，不僅能夠有效提升建筑給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經濟性，還能從一定程度上實現水資源節(jié)約目標。

1　建筑給排水設計中的水泵選用原則

1.1對水泵運行效果進行綜合考慮

在進行建筑給排水設計時，不能僅僅片面考慮單臺水泵的運行效率，應對水泵的整體運行效果進行綜合考慮。選用大功率水泵，可適當減少工作水泵臺數。在一定的運行效率范圍內，應充分認識到在建筑給排水設計中，大功率水泵在高效段運行對建筑節(jié)能和環(huán)保有重要的作用。

1.2滿足生活、生產需求

建筑給排水設計中水泵的選用應以充分滿足人們的生產、生活需求為基本原則，滿足人們對供水、排水流量和揚程的要求，充分保證運行的水泵能夠處在高效運行區(qū)域，以此降低能耗和運行費用。建筑給排水中的相關設計標準應將專業(yè)水泵正常運行作為基本前提，避免水泵運行過程中出現振動、超載、汽蝕等現象，確保水泵安裝、運行管理以及日常檢修的方便和快捷。

1.3合理控制并聯工作水泵臺數

每臺水泵的工況點，隨著并聯水泵臺數的增多，向揚程高的一側移動。臺數過多就可能使工況點移出水泵的高效段范圍，因此，在進行建筑給排水設計時，要合理控制并聯工作水泵臺數，控制其在三臺及以下，以確保其能夠始終處在高效運行區(qū)域。實際設計過程中，“管路設計盡可能減少阻抗，并且不能只考慮并聯工況，必須校核單臺泵運行工況”[4]，以使泵在單臺及并聯時都能在高效段工作。

想要使某個水泵在運行當中，既能夠在單獨情況下運行又能在并聯情況下運行，則在進行建筑給排水設計水泵選用時，應將并聯水泵高效區(qū)段左邊界與工況點接近，在實現單個水泵工況點右移時，工況點仍可在高效段進行運行，以此確保水泵能夠在整個工況的變化范圍內高效運行。此外，在并聯設計選型時，應盡量避免選擇性能曲線平坦的水泵，以更好增大并聯水泵流量。

2　建筑給排水設計中給、排水泵及消防水泵的選擇要點

2.1建筑給排水設計中給水泵選用

在進行供水方式選擇前，首先應對用水量定額進行合理確定，而后根據各種相關因素對供水方式進行合理選擇。根據供水需求以及各種供水方式的能耗情況、運行情況、消除二次污染以及安全穩(wěn)定性等方面進行分析，合理選擇供水方式。一般情況下，當用水處于低谷狀態(tài)時，在進行供水方式和供水設備選擇時，應保證選擇的供水方式能夠滿足低谷時用水量的相關變化特點，若低谷時用水量的特點是斷斷續(xù)續(xù)的小流量，則選擇的供水設備需滿足斷續(xù)供水壓力要求；若低谷時用水量達不到水泵的額定流量，則需選取流量較小的水泵在小流量時進行自動切換。

進行建筑給排水給水泵選擇時，首先是對高位水箱給水、氣壓罐供水、變頻調速泵供水等集中供水方式進行選擇，再根據供水方式選擇相應水泵。①高位水箱供水方式中的建筑給水泵選用。高位水箱供水方式一般是由兩部分組成：水箱和水泵。高位水箱的設立一方面是為了調節(jié)和貯存水量，另一方面是為了起到穩(wěn)定水壓的作用。輸送水箱內部水時，主要是利用地下室和底層設置的水泵來完成輸送工作。②變頻調速泵給水方式。變頻高速供水的主要工作原理是通過變頻器的使用使電機的供電頻率發(fā)生改變，以此來達到無級調速和水泵循環(huán)啟動。該供水方式主要是分析系統(tǒng)的用水情況，依據分析結果自動調節(jié)和控制水泵的轉速，確保給水系統(tǒng)在高效運行狀態(tài)下，依然可以實現正常運轉，實現對水流量的自動調節(jié)。該種變頻調速泵給水方式可有效節(jié)省用地面積，使污染次數降低，再者亦可確保用水的質量和水壓的穩(wěn)定。但使用該種供水方式進行供水時，供電要求較大，投資較大，系統(tǒng)維護時操作比較復雜，且維修費用花費較大。再者此種供水方式還存在低效運行區(qū)和流量失調區(qū)。③氣壓罐供水方式。該種供水方式主要是通過承壓水箱進行供水，其供水方式大體類似于水泵、水箱供水方式。優(yōu)勢是氣壓罐供水安置位置不受建筑物約束，建筑物地下室、中間層、頂層以及室外的恰當位置均可作為氣壓罐供水安裝部位。該種供水方式的存在是為了確保消防水壓能夠滿足要求，不能有效替代高位水箱工作。氣壓罐供水方式的運行較為簡單，但設計安裝會消耗大量鋼材，并且水壓不穩(wěn)定、供水可靠性能較低。

2.2建筑給排水設計中排水泵選用

針對排水系統(tǒng)設置在地下的建筑，在進行排水系統(tǒng)設計時，應建設廢污水收集池，對廢水、污水等生活、生產廢污水進行收集處理，將收集的廢水、污水利用排污泵從廢污水收集池中抽出并輸送到建筑室外化糞池以及市政排水管網。排水泵應選擇具有抽吸和撕裂線狀物質功能的水泵，以此避免排水泵在使用過程中出現堵塞，致使廢污水排放不暢。排水系統(tǒng)中可選用變頻水泵，因它具有一定的節(jié)能環(huán)保作用，從一次抽吸時間方面進行考慮，變頻水泵的使用可有效減少排水泵和廢污水收集池啟動次數，且該排水方式的自動控制功能還可降低收集池容積，及時排除污水。

2.3消防水泵的選擇

在進行建筑消防水泵選擇時：①應以相關規(guī)范為準則。②為了使消防水泵的可靠性和安全性獲得有效提升，選泵時必須要確保管道特性曲線能夠與消防水泵H-Q特性曲線相互協調一致。在對高層建筑進行消防水泵設置時，可預留消防主泵備用泵，一旦消防主泵由于某種原因突發(fā)故障時，啟用備用泵，以確保消防主泵能夠實現正常運行。

3　建筑給排水設計中水泵的節(jié)能問題

建筑給排水節(jié)能設計在建筑節(jié)能設計中占有重要地位。作為建筑工程設計的重要組成部分，給排水設計師應認真踐行國家的節(jié)能減排要求，依據相應的節(jié)能規(guī)范，進行科學、合理設計。

3.1水泵的系統(tǒng)節(jié)能設計

一般的系統(tǒng)節(jié)能設計僅注重水泵效率指標，忽視了水泵的系統(tǒng)性節(jié)能設計.在水泵系統(tǒng)性的節(jié)能設計工作時，應對電機、管網、水泵以及連接方式等進行綜合合理配置，使其能夠最大限度地提升可靠性，延長壽命，實現整體高效節(jié)能目標。

3.2水泵的運行節(jié)能設計

變速調節(jié)在水泵內部不產生其他的附加損失功率，其運行方式主要為變頻調速、皮帶傳動調速、電動機與柴油機調速、液力耦合器調速以及齒輪變速箱調速等。目前應用最多的技術是變頻調速。該方式具有效率高、無級調速、調速范圍寬、機械特性強等優(yōu)勢，是較為理想的水泵運行調速方式，選用水泵時可選擇具備變速調節(jié)功能的水泵。但該種方式投資較大，推廣應用存在一定阻礙。

運行時的水泵流量揚程調節(jié)可通過水泵節(jié)流調節(jié)和離心泵切削律法來完成。在水泵節(jié)流調節(jié)時，可通過改變管道的特性曲線，來增加系統(tǒng)的阻力。水泵換輪主要利用離心泵切削律法運行，在一定的切削范圍內，水泵運行效率不會降低。水泵換輪完成后，高效區(qū)水泵依然可以實現穩(wěn)定正常運行，從而實現整個系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全以及節(jié)能運轉。水泵調速運行工作進行時，主要是改變水泵的轉速，從而改變水泵特性曲線，實現節(jié)能減排。因此，在設計時，合理選擇具備一定調節(jié)功能合理特性曲線的水泵具有重要意義，此外，還應根據不同工況的實際要求，結合相應水泵的特性曲線，在高效段內，對水泵進行合理搭配，使大泵、小泵可以分攤大流量、小流量工作。

4　結語

建筑給排水設計中水泵選用時，應根據水泵的結構形式（立式、臥式、斜式）以及系統(tǒng)高效性選用原則對水泵進行合理選擇。此外，在建筑給排水系統(tǒng)給水泵、排水泵、消防水泵等選擇時，應對用水量定額，給排水系統(tǒng)方式等進行全面分析后合理確定。根據系統(tǒng)及性能曲線對水泵進行合理選擇，以達到設計的科學合理性，高效節(jié)能性。

[1]陸健.建筑給排水設計中關于水泵選用的分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2012，23：127.

[2]鄧曉鵬.淺談水泵在建筑給排水設計中的選用[J].江西建材，2013，05：47～48.

[3]吳淑江，肖佟.水泵在建筑給排水設計中的選用探討[J].科技與企業(yè)，2015，07：115.

[4]邵立娟.水泵并聯運行流量特性分析.科技咨詢，2010，32.

TU82

A

1673-0038（2015）36-0045-02

2015-8-10

葉陽（1987-），女，工程師，碩士，從事建筑給排水設計工作。